## ANALISIS PERFORMA TURBINE OIL COOLER DI PLTU ASAM ASAM UNIT 1
Akhmad Syarief dan Rangga Mahesa
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat E-mail: ranggamahesa7@gmail.com

## ABSTRACT
Performance analysis of a heat exchanger is a method used to determine the performance of a heat exchanger.  The  purpose  of  this  study  is  to  determine  the  heat  balance  value,  heat  transfer coefficient, pressure drop, and calculate efficiency. In this study discussed about shell and tube heat exchanger  type  which  serves  to  cooling  Turbine  Generator  shaft  bearing  oil  with  Cooling  Tower water. The data studied for 1 month in September and 2 data point were taken in 1 day, namely at 3:00 a.m. (WITA) and 12.00 WITA (daytime) and not describe the system as a whole. The method in  this  study  using  the  principles  of  heat  transfer  and  the  LMTD  approach  (logarithmic  Mean Temperature  Difference)  and  the  kern  method.  The  results  of  this  study  indicate  that  the  average heat balance (Q) is 159,798.9 Btu/dhr with the heat transfer area (A) of 580,172 ft 2 and the average heat  transfer  coefficient  equal  to  10,965  Btu/hr.ft 2 . o F.  For  the  reduction  of  heat  exchanger  is  still within the allowable limit, namely with an average of 0.01 kg/cm 2 . As for the efficiency of the heat exchanger  observed  it  has  an  average  which  is  quite  low  at  51.95%  but  still  recommended  to operate.
Keywords: TOC, Heat Exchanger, Efficiency

## 1. PENDAHULUAN
PLTU  Asam  Asam  memiliki  4  unit  pembangkit  dengan  bahan  bakar  utama  batubara berkapasitas masing-masing unit 65 MW (total 260 MW). Dengan daya sebesar itu tentu saja PLTU Asam  Asam  menjadi  primadona  dan  memegang  peranan  penting  dalam  sistem  kelistrikan Pembangkitan  dan  Penyaluran  Kalimatan  untuk  terus  dapat  mensuplai  kebutuhan  listrik  bagi masyarakat.
Analisis performa Turbine Oil Cooler ini disusun untuk mengetahui seberapa baik dan layak alat  penukar  kalor  untuk  dioperasikan.  Karena  untuk  membangkitkan  daya  listrik  maksimal,  tentu diperlukan  juga  sistem  pendinginan  yang  baik  agar  peralatan  yang  beroperasi  selalu  berada  pada temperatur  yang  sesuai  dengan  batasan  operasinya.  Karena  apabila  sistem  pendinginan  peralatan tersebut  kurang  baik  dan  temperatur  peralatan  sudah  mencapai  batas  tinggi  ( High  1 ), operator pembangkit  harus  menurunkan  beban  (daya  listrik)  sampai  temperatur  kembali  ke range normal karena  selain  untuk  menjaga lifetime peralatan  tersebut,  hal  ini  juga  untuk  menghindari  agar temperatur  terus  naik  dan  mencapai  batasan  sangat  tinggi  ( High  2 )  yang  dapat  menyebabkan  unit trip .

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## Alat Penukar Kalor ( Heat Exchanger )
Alat  penukar  kalor  merupakan  suatu  peralatan  dimana  terjadi  perpindahan  panas  dari  suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggi kepada fluida lain yang temperaturnya lebih rendah.
Saat  ini  sangat  banyak  jenis  alat  penukar  kalor  yang  dikembangkan  pada  industri-industri. Namun  alat  penukar  kalor  jenis shell  and  tube masih  jauh  lebih  banyak  digunakan  dibanding dengan  jenis  lainnya.  Alat  ini  terdiri  dari  sebuah shell (tabung/slinder  besar)  dimana  di  dalamnya terdapat suatu bandle (berkas) pipa dengan diameter yang relatif kecil. Satu jenis fluida mengalir di dalam pipa-pipa sedangkan fluida lainnya mengalir di bagian luar pipa tetapi masih di dalam shell . Gambar 1 menunjukkan konstruksi alat penukar kalor jenis shell and tube .
Gambar 1. Konstruksi Alat Penukar Kalor Jenis Shell Dan Tube

## Komponen Alat Penukar Kalor
Seperti telah dibahas sebelumnya, alat penukar kalor jenis shell and tube ini adalah jenis yang paling  banyak  digunakan  sampai  saat  ini.  Berikut  adalah  uraian  dari  komponen-komponen  yang terdapat pada alat penukar kalor jenis shell and tube , antara lain:
1. Shell adalah  bagian  tengah  alat  penukar  kalor  dan  merupakan  rumah  untuk tube bundel. Antara shell dan tube bundel  terdapat  fluida  yang  menerima  atau  melepaskan  panas,  sesuai dengan proses yang terjadi.
2. Tube dapat  dikatakan sebagai  urat  nadi  dalam  alat  penukar kalor. Di dalam dan di  luar tube mengalir  fluida  yang  memiliki  kapasitas,  temperatur,  tekanan, density ,  serta  jenis  yang berbeda. Tube merupakan  bidang  pemisah  antara  kedua  jenis  fluida  yang  mengalir didalamnya dan sekaligus sebagai bidang perpindahan panas.
3. Baffle atau  sekat-sekat  yang  dipasang  pada  alat  penukar  kalor  memiliki  beberapa  fungsi, antara lain:
a. Sebagai penahan dari tube - bundle.
b. Untuk mengurangi atau mencegah terjadinya getaran pada tube s.
c. Sebagai  alat  untuk  mengontrol  dan  mengarahkan  aliran  fluida  yang  mengalir  diluar tube s ( shell side ).

## Sistem Air Pendingin Di PLTU Asam Asam
Di  PLTU  Asam  Asam,  selain  alat  penukar  kalor,  sistem  pendingin  juga  memegang  peranan penting  karena  sistem  ini  sangat  diperlukan  untuk  mengatur  perpindahan  panas  dan  menjaga kestabilan  temperatur  dan  tekanan  vakum  unit.  Sistem  air  pendingin  harus  dirancang  mampu memenuhi  kebutuhan  operasi  unit  pembangkit  secara  konitinyu,  ekonomis  dan  handal.  Sistem  air pendingin PLTU dibedakan menjadi dua yaitu sistem air pendingin utama dan sistem air pendingin bantu  ( auxiliary  cooling  water ).  Sistem  pendingin  terdiri  dari  4  alat  utama  yaitu  CWP  atau Circulating Water Pump , Kondensor, Heat Exchanger , dan Auxiliary Cooling Water Pump.

## Sistem Pendingin Utama Siklus Tertutup
PLTU  Asam  Asam  menggunakan  sistem  pendingin  utama  dengan  siklus  tertutup.  Secara umum,  pada  sistem  pendingin  utama  siklus  tertutup  mekanismenya  adalah  air  pendingin dipompakan ke Kondensor oleh pompa air pendingin utama (CWP) untuk mengkondensasikan uap bekas  dengan  cara  menyerap  panas  laten  dari  uap  bekas  tersebut.  Akibat  proses  di  Kondensor, temperatur  air  pendingin  keluar  Kondensor  akan  mengalami  kenaikan.  Sebelum  dialirkan  ke Kondensor,  air  pendingin  juga  dicabang  menuju Open  Loop  Pump yang  kemudian  dialirkan  ke Turbine oil cooler , Generator air  cooler , Vacuum Pump dan Heat  Exchanger . Setelah melalui itu semua  dan  air  akan  disirkulasikan  kembali,  maka  air  pendingin  ini  harus  didinginkan  terlebih dahulu.  Proses  pendinginan  air  dilaksanakan  di  menara  pendingin  ( Cooling  tower ).  Di  dalam menara pendingin air pendingin didinginkan oleh udara sehingga temperaturnya kembali turun dan siap disirkulasikan kembali ke dalam Kondensor.  Untuk visualnya, Gambar 2 menujukkan diagram alir siklus menyeluruh sistem pendingin utama tertutup di PLTU Asam Asam.
Gambar 2. Diagram Alir Sistem Pendingin Utama Tertutup
Sistem Pendingin Turbine Oil Cooler PLTU Asam Asam
Turbine oil cooler adalah salah satu alat penukar kalor  yang terdapat di PLTU Asam Asam. Fungsinya  adalah  mendinginkan  oli  pelumas  yang  bersirkulasi  pada  sistem  pelumasan  Turbin. Temperatur minyak pelumas ini memiliki batasan operasi yaitu Low 1 = 32 o C dan High 1 = 48 o C, sedangkan batasan yang direkomendasikan untuk trip adalah Low 2= 30 o C dan High 2 = 50 o C. Hal ini berkaitan dengan  kekentalan atau viskositas dari oli pelumas tersebut. Seperti diketahui  bahwa temperatur  dapat  mempengaruhi  kekentalan  fluida  kerja  (oli).  Semakin  tinggi  temperatur  maka semakin  rendah  kekentalannya  (encer),  begitu  juga  sebaliknya  semakin  rendah  temperatur  akan membuat  kekentalannya  semakin  rendah.  Dengan  adanya  batasan  tersebut,  maka  sangat  penting untuk  menjaga  performa Turbine  oil  cooler agar  tidak  sampai  menjadi  pembatas  dalam beroperasinya unit pembangkit.
Dari  uraian  diatas  maka  diperlukan  sistem  pendingin  oli (oil  cooler) yang  baik  agar temperaturnya dapat mempertahankan tingkat viskositas yang aman bagi bearing pada unit Turbin- Generator  dan  sistem  proteksi  lainnya.  Selain  itu  dapat  pula  terjadi carburizing pada  oli  sehingga menimbulkan partikel karbon pada pelumas  yang menyebabkan gesekan dengan bearing sehingga mengakibatkan temperatur bearing panas mencapai 70 o C untuk bearing 1 dan 2, serta 90 o C untuk Bearing 3 dan 4.
To TOC, GAC, Vacuum Pump
Di  bawah  ini  adalah  beberapa  kemungkinan  yang  dapat  mempengaruhi  kerja Turbine  Oil Cooler :
1. Fouling
2. Tekanan dan Flow air pendingin kurang
3. Temperatur Outlate Cooling Tower tinggi
Jenis Turbine  oil  cooler di  PLTU  Asam  Asam  adalah  tipe shell  and  tube .  Dimana  sisi shell adalah oli (minyak pelumas) dan sisi tube adalah air pendingin. Gambar 3 menunjukkan siklus kerja Turbine oil cooler di PLTU Asam Asam     unit 1.
Gambar 3. Diagram Alir Siklus Turbine Oil Cooler Di PLTU Asam Asam Unit 1

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Pengambilan data dilakukan  pada bulan September 2018 selama 1 bulan  penuh pukul  03.00 WITA  (dini  hari)  dan  12.00  WITA  (siang  hari)  setiap  harinya.  Penulis  harapkan  2  waktu  tersebut dapat  mewakili  data  dari  temperatur ambient terendah  dan  tertinggi  sebagai  perbandingan  hasil analisa  yang didapat.  Data parameter diambil  di  PT. PLN  (Persero)  Unit  Pelaksana Pembangkitan Asam-Asam Unit 1. Data tersebut merupakan data hasil record trend di Main Control Room PLTU Asam-Asam  Unit  1. Selain itu, pengambilan data tube diperoleh menggunakan jangka sorong dan dari manual book .
Dalam penelitian ini variabel  yang akan diamati/diukur yaitu temperatur air  yang  masuk (t 1 ) dan keluar (t 2 ) dalam tube , dan temperatur oli yang masuk (T 1 ) dan keluar (T 2 ) dalam shell Turbine oil  cooler .  Data  yang  telah  diperoleh  kemudian  dikumpulkan  dan  dihitung.  Setelah  itu  disusun dalam bentuk tabel dan grafik agar mudah untuk dianalisa.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data pada Tabel 1 merupakan data pengamatan temperatur oli masuk (T 1 ) dan oli keluar (T 2 ) serta temperatur air masuk (t 1 ) dan air keluar (t 2 ) pada Turbine oil cooler Unit 1 PLTU Asam Asam di  Bulan  September  2018.  Dimana  pengambilan  data  dilakukan  selama  30  Hari  pada  pukul  03.00 WITA  (dini  hari)  dan  12.00  WITA  (siang  hari)  setiap  harinya  dan  data  diambil  langsung  dari monitor Main Control Room PLTU Asam-Asam Unit 1.
Tabel 1. Data pengamatan turbine oil cooler selama 30 hari (September 2018)
Tanggal Jam 03.00 Jam 12.00 Temperatur Air ( o C)
Temperatur Oli ( o C) Temperatur Air ( o C)
Temperatur Oli ( o C) In (t 1 ) Out (t 2 ) In (T 1 ) Out (T 2 ) In (t 1 ) Out (t 2 ) In (T 1 ) Out (T 2 ) 1 35.7 36.3 55.7 45.4 36.4 36.7 55.9 45.6 2 35.1 35.6 55.35 44.5 36.5 36.9 56.55 45.7 3 35.8 36.1 56.12 45.2 36.2 36.7 56.32 45.4 4 35.3 35.6 54.84 45 36.2 36.7 55.24 45.4 5 35.1 35.6 55.68 44.8 35.6 35.9 55.88 45 6 35.1 35.4 54.9 44.7 34.9 35.1 55 44.8 7 34.4 34.9 54.6 45 36.9 37.2 55.7 46.1 8 35.1 35.4 55.32 45 36.7 37.2 56.42 46.1 9 35.1 35.6 56.3 45.2 35.1 35.6 56.3 45.2 10 35.8 36 55.98 45.7 36.5 36.7 56.58 46.3 11 35.1 35.6 55.74 45.4 36.7 37.2 56.64 46.3 12 34.4 34.9 54.62 44.5 35.8 36.4 56.02 45.9 13 34.7 35.1 55.34 45 35.8 36.3 56.24 45.9 14 34.2 34.6 54.42 44.5 35.8 36.4 55.82 45.9 15 34.6 34.9 55.58 44.8 36.5 36.9 56.88 46.1 16 34.9 35.4 55.3 45 36.9 37.2 56.9 46.6 17 34.9 35.4 55.85 45 36.7 37.2 56.25 45.4 18 36 36.4 55.82 44.9 33.2 33.8 54.22 43.3 19 35.8 36.3 54.54 44.7 36.5 37 55.24 45.4 20 35.3 35.8 55.78 44.9 35.8 36.3 55.98 45.1 21 34.6 34.9 54.7 44.5 35.8 36.4 55.3 45.1 22 34.7 35.1 54.3 44.7 35.8 36.5 54.7 45.1 23 34.9 35.4 54.52 44.2 36.7 37.2 55.92 45.6 24 35.1 35.6 55.6 44.5 36.7 37.2 56.9 45.8 25 35.1 35.6 54.78 44.5 36.7 37.2 56.08 45.8 26 34.9 35.4 54.84 44.5 37.2 37.7 56.64 46.3 27 34.9 35.4 54.62 44.5 36.7 37.2 56.02 45.9 28 34.4 34.9 54.64 44.3 36.7 37.2 56.24 45.9 29 34 34.6 53.92 44 36.4 36.8 55.52 45.6 30 35.3 35.7 55.68 44.9 37 37.5 57.08 46.3

## Data Pada Sisi Tube
Tabel  2  merupakan  data  spesifikasi  alat  penukar  kalor  sisi tube yang  diambil  dengan menggunakan jangka sorong dan dari manual book .
Tabel 2. Data spesifikasi alat penukar kalor sisi tube
Parameter Yang Diamati Hasil Pengamatan OD (diameter luar tube ) 15.88 mm ID (diameter dalam tube ) 14.1 mm Pt (jarak antar tube ) 21.94 mm Nt (jumlah tube ) 312 buah C' (daerah bebas antar tube ) 6.10 mm N (aliran pass tube ) 2 pass L (panjang tube ) 1456 mm Surface area 53.9 m 2 Kapasitas air pendingin 1500 L/menit Bahan Tembaga ( cooper ) Fluida yang digunakan Air Sungai ( Cooling Tower )

## Data Pada Sisi Shell
Tabel  3  merupakan  spesifikasi  alat  penukar  kalor  sisi shell yang  diambil  dengan menggunakan  jangka  sorong  dan manual  book serta  data  oli shell  turbo T  32  yang  diambil  dari properties of shell turbo . Spesifikasinya adalah sebagai berikut.
Tabel 3. Data Spesifikasi Alat Penukar Kalor Sisi Shell Parameter Yang Diamati Hasil Pengamatan ID (diameter dalam shell ) 508 mm B (jarak baffle ) 121.33 mm Fluida yang digunakan Oli Shell Turbo T32 API @ 60 oF (lampiran) 31 Viscosity @ 40 o C (lampiran 2)
32 cSt (1 cSt = 1 mm 2 /s)
Viscosity @ 100 o C (lampiran 2)
5,7 cSt (1 cSt = 1 mm 2 /s)

## Neraca Panas dan LMTD
Perhitungan di  bawah ini merupakan contoh  perhitungan dari pengambilan data pukul  03.00 WITA tanggal 1 September 2018).
1. Sisi Tube Diameter luar (ODt) = 15,88 mm   = 0,625 In = 0,052 ft Diameter dalam (ODt) = 14.1 mm = 0,555 In = 0,0462 ft Jarak antar tube (Pt) = 21,94 mm Daerah bebas antar tube = 6,10 mm Panjang tube (L) = 1456 mm   = 4,777 ft Tebal = 0,89 mm = 0,0029 ft Surface area = 53,9 m 2 = 580,172 ft 2
Temperatur masuk (t 1 ) = 35,4 o C = 95.72 o F Temperatur keluar (t 2 ) = 36 o C = 96.8 o F Jumlah tube (Nt) = 312 buah Jumlah pass = 2 pass Kapasitas air pendingin = 1500 liter/menit = 90 m 3 /hr x 35,314
= 3178,26 ft 3 /hr
Fluida yang digunakan = Air
a. Temperatur rata-rata
( ) (            )
Dari tabel A-9 J. P. Holman sifat-sifat air (zat cair jenuh) secara interpolasi didapat: ρ air = 993,7106 kg/m 3 x 0,06243 = 62,037 lb/ft 3
Cp air = 4,174 KJ/kg o C : 4,1869  = 0,9969 Btu/lb o F
b. Menentukan laju aliran massa air yang melewati tube , W air (lb/hr)
W air = Kapasitas air x ρ air
W air = 3178,26 ft 3 /hr x 62,037 lb/ft 3 = 197.170,84 lb/hr
c. Panas yang diserap oleh air, Q a (Btu/hr)
Q air = W air x Cp air x (t 2 – t 1 )
Q air = 197.169,7156 lb/hr x 0,9969 Btu/lb o F x (96.8 o F – 95.72 o F)
Q air = 212.288,4 Btu/hr

## 2. Sisi Shell
Diameter dalam (IDs) = 508 mm = 1,667 ft Jarak Baffle (B) = 121,33 mm = 0,398 ft Temperatur masuk (T 1 ) = 55,7 o C = 132,26 o F Temperatur keluar (T 2 ) = 45,4 o C = 113,72 o F
Fluida yang digunakan
= Oli shell turbo T32 o API = 31
a. Temperatur rata-rata ( ) (               )
Diketahui  bahwa o API  oli  adalah  31,  dengan  menggunakan  grafik specific  heats  of hydrocarbon liquids yaitu grafik hubungan antara temperatur dengan o API dari oli maka dapat diperoleh panas spesifik dari oli, Cp oli (Btu/lb o F) adalah 0,47 Btu/lb o F b. Laju aliran massa oli yang melewati shell , Q oli (Btu/hr)
Q dilepas = Q diserap
W oli x Cp oli x (T 1 – T 2 ) = 212.283,2 Btu/hr

## (                  )
W oli = 24.362,3 lb/hr

## 3. Menentukan Selisih Temperatur Sebenarnya
Menentukan LMTD dapat diperoleh sebagai berikut:
Tabel 4. Data Beda Temperatur Fluida Keterangan Shell (oli) Tube (Air) Beda Temperatur Temperatur Fluida Tinggi T 1 = 132,26 o F t 2 = 96,8 o F ΔT 1 = 35,46 o F Temperatur Fluida Rendah T 2 = 113,72 o F t 1 = 95,72 o F ΔT 2 = 18 o F
Beda Temperatur 18,54 o F 1,08 o F 17,46 o F
a. LMTD untuk aliran yang berlawanan arah ( counter flow ) ( )   ( ) ( ) ( )
Dimana:
T 1 = Temperatur oli panas masuk   t 1 = Temperatur air dingin masuk T 2 = Temperatur oli panas keluar    t 2 = Temperatur air dingin keluar Maka,
(             )   (              ) (             ) (              )
b. Temperatur Kalorik
Besarnya  temperatur  kalorik  dari  oli  ( shell )  dan  air  ( tube )  dapat  diperoleh  sebagai berikut:
Tc = T2 + Fc (T1 – T2) untuk oli ( shell )
tc = t1 + Fc (t2 – t1) untuk air ( tube )
Karena nilai beda temperatur pada sisi shell tergolong kecil, sehingga nilai F c tidak dapat dicari dengan menggunakan grafik The Caloric Temperatur Facto r, maka T c merupakan rata-rata temperatur shell dan tc merupakan rata-rata temperatur tube (Kern, Ex : 7.4) Maka:
Tc = 122,99 o F
tc = 96,26 o F
Perhitungan Pada Sisi Tube

## 1. Luas Daerah Tube
Menurut Tunggul M Sitompul (1993 : 211) luas daerah tube dapat diperoleh sebagai berikut:
Dimana;
Nt = Jumlah tube
= 312 buah
a't = Luas aliran per tube
= π x IDt x L = π x 0,0462 ft x 4,777 ft = 0.693 ft 2
n = Jumlah passes
= 2 passes
Maka luas daerah aliran untuk tube :

## 2. Kecepatan Aliran Massa Pada Tube
Menurut  Tunggul  M  Sitompul  (1993  :  211)  kecepatan  aliran  massa  pada tube dapat diperoleh sebagai berikut:
Dimana:
G t = Kecepatan massa fluida yang mengalir (lb/ft 2 .jam)
W t = Laju aliran massa pada tube = 197.170,84 lb/hr
a t = Luas daerah aliran pada tube = ft 2
maka besarnya kecepatan aliran massa untuk tube adalah:
(    )

## (    )
3. Koefisien Perpindahan Panas Pada Tube
Dari grafik tube-side water heat-tranfer curve, untuk tc = 96,26 o F dan kecepatan 1.175 fps didapat  hi  =  372,5  Btu/hr.ft 2 . o F.  Faktor  koreksi  disesuaikan  dengan  diameter  bagian  dalam tube . Untuk tube dengan ID = 0,555 In maka faktor koreksi = 1,02
Maka:
hi = 1,02 x 372,5 Btu/hr.ft 2 . o F = 379.9 Btu/hr.ft 2 . o F

## Perhitungan Menentukan Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan
Koefisien perpindahan panas dapat diperoleh sebagai berikut:
1. Permukaan Bersih (Uc)

## 2. Permukaan Kotor (Ud)
Dimana:
q t = Panas yang diserap oleh air = 212.288,41 Btu/hr
A = Luas permukaan pada bagian luar dari tube
= 580,172 ft 2
ΔT LMTD = 25,75 o F
Maka koefisien perpindahan panas:
Perhitungan Pressure Drop Pada Tube
Pressure  drop pada tube ΔP T merupakan  penjumlahan  penurunan  tekanan  pada tube ΔP t dengan penurunan tekanan saat  kembali  karena terdapat pass  aliran  ΔP r .  Penurunan  tekanan  pada tube dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut:
( ) ( )
Dimana:
ΔP t = Beda tekanan antara fluida pada saat masuk dengan tekanan
fluida saat keluar dari heat exchanger (psi) F = Friction factor (ft 2 /in 2 ), dari grafik Tube-side friction   factors ,
untuk harga Re dari tube = 3.132,632 diperoleh nilai 0,0004
G t = Kecepatan aliran massa melalui tube = 262.544,39 lb/ft 2 .hr
L =
Panjang dari tube = 4,777 ft
N = Jumlah passes = 2 pass
ID t = Diameter dalam dari tube = 0,0462 ft SG t = Spesifik grafity dari air = 1 Φ s = Rasio viskositas dari air = 1
(          )
( )
Berdasarkan  persamaan,  penurunan  tekanan  saat  kembali  karena  terdapat pass aliran  ΔP r yaitu:
Dimana:
N
= Jumlah passes = 2 pass
V 2 /2g = Head kecepatan ( velocity head ), dari grafik kerugian
tekanan pada sisi tube saat terjadi arah balik aliran ( tube-side return pressure lost )  (Lampiran  8)  dari  nilai  kecepatan  aliran  massa  melalui tube = 262.544,39 lb/ft 2 .hr didapat nilai v 2 /2g yaitu 0,009
Sehingga penurunan tekanan total pada tube yaitu:

## Perhitungan Efisiensi Effektif Dari Alat Penukar Kalor
1. Panas jenis fluida dingin dapat diperoleh sebagai berikut:
2. Panas jenis fluida panas dapat diperoleh sebagai berikut:
3. Laju perpindahan panas aktual dari heat exchanger dapat diperoleh sebagai berikut:
( )
(              )
4. Laju perpindahan panas maksimal yang mungkin dapat diperoleh sebagai berikut:
( )
(                )
5. Efisiensi efektif dari heat exchanger dapat diperoleh sebagai berikut:

## Neraca Panas
Neraca panas ditunjukkan dalam Gambar 5. Gambar 5. Grafik Neraca Panas 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930 N era ca Pa n as (B tu /h r) Tanggal Jam 03.00 Jam 12.00
Gambar  5  menunjukkan  nilai  neraca  panas  selama  30  hari  pada  bulan  September  2018, dimana  dalam  satu  hari  diambil sample 2  data  yaitu  pada  pukul  03.00  WITA  dan  pukul  12.00 WITA.
Dari  perhitungan  yang  telah  dilakukan  dapat  dilihat  bahwa  rata-rata  nilai  neraca  panas  (Q) selama 30 hari yaitu sebesar 159.798,9 Btu/hr dengan luas perpindahan panas (A) sebesar 580,172 ft 2 serta  rata-rata  koefisien  perpindahan  panas  (U d )  sebesar  10,965  Btu/hr.ft 2 . o F.  Selama  30  hari diketahui bahwa dari hari ke-1 hingga hari ke-30 nilai neraca panas cenderung berubah ubah. Nilai neraca  panas  tertinggi  terjadi  pada  pukul  12.00  WITA  tanggal  22  September  2018  yaitu  sebesar 247.631,45  Btu/hr  dengan  nilai  koefisien  perpindahan  panas  sebesar  17,888  Btu/hr.ft 2 . o F  dan LMTD sebesar 26,774 o C, sedangkan neraca panas terendah terjadi pada pukul 12.00 WITA tanggal 10 September 2018 dengan nilai 70.740,88 Btu/hr serta nilai LMTD sebesar 25,65 o C.
Neraca panas merupakan suatu hukum kesetimbangan panas, dimana panas yang dilepas sama dengan  panas  yang  diterima.  Untuk  itu  dalam  perhitungannya,  proses  perpindahan  panas  ini diasumsikan pada keadaan kesetimbangan thermal . Seperti telah diuraikan diatas bahwa selama 30 hari  neraca  panas  cenderung  berubah-ubah.  Berubah-ubanya  neraca  panas  ini  dipengaruhi  oleh koefisien perpindahan panas yang juga berubah-ubah.
Dengan  nilai  rata-rata  neraca  panas  selama  1  bulan  yaitu  sebesar  159.798,9  Btu/hr  yang dibandingkan dengan pada saat komisioning yaitu sebesar 177.268,3 Btu/hr, maka apabila melihat dari neraca panasnya saja, Turbine oil cooler ini dapat  dikatakan masih layak untuk  dioperasikan. Apalagi  nilai  neraca  panas  hasil  perhitungan  setiap  harinya  berubah-ubah  bahkan  ada  yang  lebih baik daripada saat komisioning.

## Penurunan Koefisien Perpindahan Panas
Penurunan koefisien perpindahan panas dapat dilihat dalam Gambar 6.
Gambar 6. Grafik Penurunan Koefisien Perpindahan Panas
Gambar 6 menunjukkan penurunan koefisien perpindahan panas alat penukar kalor selama 30 hari . Dari gambar tersebut terlihat bahwa nilai koefisien perpindahan panas untuk permukaan kotor cenderung lebih rendah daripada nilai koefisien perpindahan panas permukaan bersih.
Rata-rata  penurunan  koefisien  permukaan  bersih  (Uc)  menurut  hasil  perhitungan  adalah sebesar  11,645  Btu/hr.ft 2 . o F  sedangkan  permukaan  kotor  sebesar  10,965  Btu/hr.ft 2 . o F.  Penurunan koefisien perpindahan panas alat penukar kalor untuk permukaan kotor pada gambar di atas dapat disebabkan oleh fouling  factor . Fouling merupakan  pembentukan lapisan  deposit  pada  permukaan perpindahan  panas  dari  bahan  atau  senyawa  yang  tidak  diinginkan.  Karena  sumber  air  pendingin PLTU  Asam  Asam  Unit  1  ini  berasal  dari Cooling  Tower ,  maka  adanya fouling ini  kemungkinan disebabkan  oleh  endapan  lumpur  yang  terbawa  dari  air Cooling  Tower .  Maka  dari  itu,  proses pembersihan  pada Cold  Basin  Cooling  Tower sebaiknya  dilakukan  secara  berkala  agar  proses fouling dapat  dicegah.  Karena  apabila fouling dibiarkan  maka  akan  mengakibatkan  kenaikan tahanan heat transfer , sehingga menurunkan koefisien perpindahan panas keseluruhan dan tentunya juga akan menurunkan efisiensi alat penukar kalor tersebut.
Pada  tanggal  6  dan  10  September  2018  grafik  menunjukkan  penurunan  koefisiensi perpindahan  panas  yang  rendah  secara  signifikan  lalu  kemudian  naik  kembali,  hal  tersebut  terjadi karena  adanya  jadwal  pembersihan cooler pada Turbine  oil  cooler Unit  1.  Biasanya  pembersihan dilakukan  apabila  ada  permintaan  dari  operator  pembangkit  ataupun  pembersihan  yang  sudah terjadwal.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 28 29 30 Koef . Perpin d ah an Pa n as (B tu /h r. o F.f t 2 ) Tanggal Ud Uc
Menurut Tunggul. M. Sitompul ada beberapa faktor yang menimbulkan pengotoran pada alat penukar kalor  yaitu:  temperatur fluida, material tubes serta ketelitian pengerjaan, kecepatan aliran fluida dan waktu atau lamanya beroperasi sejak pembersihan yang terakhir. Salah satu faktor yang sangat berpengaruh terhadap adanya fouling yaitu kecepatan fluida. Berdasarkan perhitungan yang telah  dilakukan  didapat    kecepatan  air  dalam tube yaitu  sebesar  1,175  fps.  Untuk  menghambat terjadinya fouling disekitar  dinding tube kecepatan  fluida  harus  berkisar  antara  10-15  fps. Mengingat  bahwa  aliran  sistem  pendingin  Oli  PLTU  Asam-Asam  menggunakan  system Open Loop ,  yang  berarti  air  pendingin  yang  digunakan  untuk  mendinginkan  oli  berasal  dari  sirkulasi Cooling  Tower .  Sehingga  kecepatan  air  dalam  alat  pendingin  sangat  bergantung  pada Circulating Water  Pump  (CWP) dan Open  Auxiliary  Cooling  Water  Pump  (OACWP) yang  tekanannya  tidak lebih  dari  4  bar.  Untuk OACWP terdapat  dua  buah  pompa  yakni  A  dan  B.  untuk  normal  operasi pemakaian OACWP biasanya  satu  operasi  dan  satu standby .  Namun  walaupun  pompa  digunakan keduanya  A dan B operasi  tidak  terlalu mempengaruhi kecepatan fluida  mengingat  rangkaian dua pompa  tersebut  parallel.  Untuk  menaikkan  kecepatan  fluida  agar  mengurangi  terjadinya  fouling dapat dilakukan dengan inovasi menaikkan kapasitas pompa karena tidak mungkin untuk merubah rangkaian pompa dari parallel menjadi rangkaian seri karena unit pembangkit harus di stop apabila pompa yang dirangkai seri tersebut mengalami kerusakan atau akan dilakukan perbaikan.

## Pressure Drop
Pressure drop dapat dilihat dalam Gambar 7.
Gambar 7. Grafik Pressure Drop Pada Tube
Dari  segi pressure  drop /penurunan  tekanan,  Gambar  7  menunjukkan  bahwa  penurunan tekanan  yang  terjadi  pada  alat  penukar  kalor  selama  30  hari  masih  dalam  batas  yang  diizinkan. Karena  hingga  30  hari  rata-rata pressure  drop (ΔP T )  alat  penukar  kalor  tidak  jauh  berbeda  yaitu sebesar  0,01  kg/cm 2 .  Berdasarkan  data  yang  diperoleh  dari manual  book PLTU,  diketahui  bahwa
0.1449 0.145 0.1451 0.1452 0.1453 0.1454 0.1455 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930 Pr es su re Dr o p (Ps i) Tanggal Jam 03.00 Jam 12.00
batas  maksimal pressure  drop APK  yaitu  sebesar  3,5  kg/cm 2 .  Sedangkan  dari  perhitungan  yang telah dilakukan diketahui bahwa pressure drop (ΔP T ) yang didapat yaitu sebesar 0,145 Psi atau 0,01 kg/cm 2 .  Apabila  melihat  dari  grafik,  terdapat  kenaikan pressure  drop pada  tanggal  18  September 2018  pukul  12.00  WITA,  pada  saat  itu  terjadi  gangguan Trip salah  satu Cooling  Tower  Fan sehingga  beban  Unit  diturunkan  dari  58  MW  ke  26  MW.  Dengan  tidak  beroperasinya  1 Cooling Tower  Fan ,  biasanya  operator  pembangkit  mengoperasikan Turbine  oil  cooler secara duplex agar proses  pendinginan  oli  tetap  terjaga,  hal  tersebut  menyebabkan pressure  drop melonjak  naik. Kendati terdapat kenaikan pressure drop namun nilainya masih jauh dari batas maksimal pressure drop . Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa  alat penukar kalor ini masih layak untuk digunakan karena nilai dari pressure drop alat penukar kalor masih berada dalam batas yang diijinkan.

## Efisiensi Alat Penukar Kalor
Efisiensi alat penukar kalor dapat dilihat dalam Gambar 8.
Gambar 8. Grafik Efisiensi Turbine Oil Cooler Unit 1
Pada  Gambar  8,  efisiensi  alat  penukar  kalor  selama  30  hari  terlihat  masih  dalam  keadaan kurang baik yaitu dengan rata-rata 51,95%. Nilai efisiensi tertinggi terjadi pada pukul 12.00 WITA tanggal 17 September 2018 yaitu sebesar 55,49%, sedangkan yang terendah terjadi pada Tanggal 7 September  2018  yaitu  sebesar  47,52%.  Dengan  nilai  efisiensi  51,95%  dapat  dikatakan  bahwa penyerapan  panas  pada  oli  oleh  air  adalah  kurang  baik,  hal  ini  dapat  dilihat  pada  data  yang diperoleh.  Pada  nilai  efisiensi  tertinggi  yaitu  55,49%  temperatur  masuk  oli  sebesar  56,25 o C  dan temperatur  keluar  oli  sebesar  45,4 o C.  Atau  dengan  kata  lain  telah  terjadi  penurunan  temperatur sebesar  10,85 o C.  Apabila  dibandingkan  dengan  efisiensi  pada  saat  komisioning  sebesar  60,43% (Lampiran 10) tentu nilai rata-rata efisiensi saat ini sudah menurun. Rendahnya tingkat efisiensi ini disebabkan karena sudah 2 tahun unit 1 belum pernah melakukan Overhaul.
42 44 46 48 50 52 54 56 58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ef is ie n si (% ) Tanggal Jam 03.00 Jam 12.00
PLTU  Asam-Asam  sendiri  seharusnya  melakukan Overhaul setiap  8000  jam  (1  Tahun). Namun  mengingat  PLTU  Asam-Asam  merupakan Base  Loadnya pasokan  kelistrikan  Kalimantan, maka izin melakukan Overhaul sulit didapatkan dilakukan karena pasokan listrik sering mengalami defisit.  Oleh  karena  itu,  tidak  heran  apabila  performa  peralatan  yang  menunjang  sistem pendinginanpun  ikut  menurun.  Tanpa Overhaul perawatan  yang  dilakukan  pada  alat  pendingin hanya meliputi pembersihan bagian dalam tube, pembongkaran dan pembersihan bagian bawah oil cooler .  Hal  ini  mungkin  dapat  mempengaruhi  efisiensi  alat  pendingin  tetapi  tidak  terlalu  besar mengingat kondisi Cooling Tower sebagai peralatan pendingin utama sudah sangat kotor. Sehingga tidak  mengherankan  efisiensi  rata-rata  yang  didapat  adalah  51,95%.  Namun  dengan  nilai  rata-rata efisiensi  51,95%, Turbine  oil  cooler ini  masih  layak  dipergunakan  karena  sampai  saat  ini, temperatur keluar Turbine oil cooler masih dalam range normal operasi.

## 5. KESIMPULAN
Setelah  melakukan  pengambilan  dan  pengolahan  data  serta  pembahasan  mengenai Turbine Oil  Cooler di  PLTU  Asam  Asam  Unit  1  selama  1  bulan  penuh  di  bulan  September  2018,  maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai  rata-rata  neraca  panas  selama  30  hari  adalah  sebesar  159.798,9  Btu/hr  dengan  nilai tertinggi  247.631,45  Btu/hr  dan  nilai  terendah  70.740,88  Btu/hr.  Nilai  neraca  panas  hasil perhitungan  setiap  harinya  berubah-ubah  bahkan  ada  yang  lebih  baik  daripada  saat komisioning.
2. Nilai rata-rata koefisien perpindahan panas selama 30 hari adalah sebesar 11,645 Btu/hr.ft 2 . o F. Naik  turunnya  koefisien  dapat  disebabkan  oleh fouling  factor ,  maka  dari  itu  sebaiknya dilakukan penambahan kapasitas pompa agar dapat menaikan kecepatan fluida air pendingin dan mampu mengurangi kemungkinan terjadinya fouling .
3. Penurunan  tekanan  ΔP T ( Pressure  Drop )  selama  30  hari  tidak  jauh  berbeda  yaitu  berkisar pada nilai 0,01 kg/cm 2 atau 0,14 Psi. Nilai ini masih berada dalam batas yang diijinkan (3,5 kg/cm 2 ) yang menandakan alat penukar kalor masih layak untuk digunakan.
4. Nilai  rata-rata  efisiensi Turbine  oil  cooler Unit  1  selama  bulan  September  2018  mengalami penurunan  yaitu  51,95%  jika  dibandingkan  dengan  efisiensi  pada  saat  komisioning  sebesar 60,43%. Nilai ini dipengaruhi karena sudah 2 tahun PLTU Asam Asam Unit 1 tidak pernah di overhaul , sehingga peralatan pendingin utama kotor dan tidak mampu maksimal dalam proses pendinginan.  Namun  walau  demikian, Turbine  oil  cooler masih  layak  dioperasikan  karena sampai saat ini, temperatur keluar Turbine oil cooler masih dalam range normal operasi.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmadi, Amin Nur. Yaefani Arif Romadhon. 2016. Kinerja system pendingin oli pada motor diesel. Politeknik Harapan Bersama. Tegal.
Ansori, Aris. 2017. Pengaruh pengaplikasian oil cooler terhadap suhu oli dan performa mesin pada kendaraan sepeda motor Mega Pro Tahun 2011 . Jurnal Pendidikan Teknik  Mesin 6 (02).
Ekadewi,  A.  H.  2000. Pengaruh  Kecepatan  Aliran  Terhadap  Efektivitas  Shell  and  Tube  Heat Exchanger . Universitas Kristen Petra. Jakarta.
Harlistyo,  Yananda  Radyo.  2013. Analisis  pengaruh  tube  plugging  terhadap  performansi  lube  oil cooler  pada  Gas  Turbine  Blok  1.1  di  PLTU  Gresik  Efektifitas  Heat  Transfer. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.
Holman, J. P. 1997. Perpindahan Kalor . Erlangga. Jakarta.
Kern, D. Q. 1965. Process Heat Transfer . McGraw-Hill Book Company. Kreith, F. 1997. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas . Erlangga. Surabaya.
Murdani. 2013. Sistem Pelumasan . Hand Out PLN Corporate University . Jakarta.
Nazir,  M.,  Amrullah,  A.,  Subagyo,  R.  2013. Analisis  efektifitas  heat  transfer  Rotary  Air  Heater pada  Powerplant  PT.  Indocement  Tunggal  Prakasa,  Tbk .  Universitas  Lambung  Mangkurat. Banjarbaru.
Seminar Nasional Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta, 2018. Analisis efektifitas heat exchanger Generator Thurst Bearinng Oil Cooler Unit 7 PLTA Cirata . Jakarta Sitompul,  T.  M.  1993. Alat  Penukar  Kalor  (Heat  Exchanger) .  PT  Raja  Grafindo  Persada.  Jakarta Utara.
Sugiyanto.  Analisis  Alat  Penukar  Kalor  Tipe  Shell  And  Tube  dan  Aplikasi  Perhitungan  Dengan Microsoft Visual Basic 6.0. Universitas Gunadarma. Jakarta.
Syarifudin, Irfan. 2012. Analisa Sistem Pendingin Bantalan Poros Turbin Generator di PLTA Ir. P.
M. Noor . Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru.